基礎(chǔ)物理學(xué)專題選講

一、力學(xué)
(一) 經(jīng)典力學(xué)中的基礎(chǔ)性概念
1. “力學(xué)狀態(tài)”和運(yùn)動(dòng)微分方程
2. 關(guān)于質(zhì)量、慣性和動(dòng)量
3. 質(zhì)-能關(guān)系
(二) 基本定律、定理和守恒律
1. 牛頓第一定律及其定量表述
2. 牛頓第二定律的三種表示形式
3. 基本定理和相應(yīng)的守恒律
(三) 處理力學(xué)問題的基本方法
1. 微分探究法
2. 積分探究法
(四) 瞬時(shí)過程——碰撞、分裂、爆炸與散射
1. 瞬時(shí)過程分類
2. 對(duì)心正碰過程分析
3. 分裂與爆炸能
4. 散射、散射角與散射截面
(五) 周期過程——振動(dòng)
1. 自由諧振動(dòng)中動(dòng)能與勢(shì)能的對(duì)立和轉(zhuǎn)化
2. 阻尼振動(dòng)、過阻尼和臨界阻尼過程
3. 受迫振動(dòng)與臨界共振
4. 非線性振動(dòng)、失穩(wěn)和躍遷
二、熱學(xué)與熱力學(xué)
(一) 熱學(xué)中一些基礎(chǔ)性概念的探討
1. 關(guān)于溫度的概念
2. 重聚現(xiàn)象和熵的概念
3. 黑體輻射規(guī)律認(rèn)識(shí)之演化
(二) 系統(tǒng)能譜、溫度和熵的演化(平衡態(tài)系統(tǒng))
1. 決定系統(tǒng)溫度正、負(fù)的關(guān)鍵因素和根據(jù)
2. 正、負(fù)能譜區(qū)中熵的演化規(guī)律
3. 正、負(fù)能譜系統(tǒng)間熱力學(xué)的互補(bǔ)對(duì)應(yīng)
(三) 系統(tǒng)能譜、溫度和熵的演化(非平衡系統(tǒng))
1. 線性非平衡系統(tǒng)間熱力學(xué)的互補(bǔ)對(duì)應(yīng)
2. 非線性非平衡系統(tǒng)間熱力學(xué)的互補(bǔ)對(duì)應(yīng)
(四) 高密度物質(zhì)是負(fù)能譜系統(tǒng)存在的必然形式
1. L.D.Landau關(guān)于負(fù)能譜存在條件的論述
2. 自引力坍縮物質(zhì)是負(fù)能譜系統(tǒng)存在的可能形式
(五) 由自引力支配的負(fù)能譜系統(tǒng)的穩(wěn)定性
1. 正、負(fù)能譜系統(tǒng)在穩(wěn)定性規(guī)律中的互補(bǔ)對(duì)應(yīng)
2. 負(fù)能譜系統(tǒng)的穩(wěn)定性
(六) 黑洞熵的演化規(guī)律與熱力學(xué)第三定律
1. SW黑洞熵的演化規(guī)律與熱力學(xué)第三定律
2. K-N黑洞熵的演化規(guī)律與熱力學(xué)第三定律
3. 軸對(duì)稱荷電轉(zhuǎn)動(dòng)(Sen)黑洞熵的演化規(guī)律與熱力學(xué)第三定律
三、電磁學(xué)與光學(xué)
(一) 庫侖定律及電荷之間的相互作用
1. 庫侖定律
2. 兩點(diǎn)電荷之間的相互作用和牛頓第三定律
(二) 電磁場(chǎng)和電磁波
1. 電磁場(chǎng)的源
2. 電磁場(chǎng)的物質(zhì)性
3. 教學(xué)問題討論
(三) 光學(xué)
1. 激光
2. 教學(xué)問題討論
四、近代物理學(xué)
(一) 近代物理學(xué)課程結(jié)構(gòu)改革的構(gòu)想
1. 現(xiàn)行原子物理學(xué)教材中存在的問題
2. 近代物理學(xué)課程改革的必要性
3. 近代物理學(xué)課程結(jié)構(gòu)
4. 近代物理學(xué)教材內(nèi)容的構(gòu)想
(二) 波粒二象性
1. 人們對(duì)微觀粒子波粒二象性的認(rèn)識(shí)過程
2. 普朗光一愛因斯坦光量子理論——波的粒子性
3. 德布羅意物質(zhì)波假設(shè)——粒子的波動(dòng)性
4. 如何理解微觀粒子的波粒二象性
(三) 微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的主要特征
1. 波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋
2. 不確定關(guān)系
3. 態(tài)的疊加原理(量子相干性)
(四) 研究微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的主要手段
1. 量子力學(xué)中的態(tài)函數(shù)
2. 力學(xué)量算符
3. 算符間的對(duì)易關(guān)系
4. 本征態(tài)、本征值和本征方程
(五) 描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的主要運(yùn)動(dòng)方程
1. 薛定諤方程
2. 海森堡矩陣力學(xué)
3. 利用對(duì)易關(guān)系求解本征值方程的方法
(六) 關(guān)于兩位科學(xué)巨人間的大論戰(zhàn)
1. 矛盾的由來和EPR悖論(佯謬)
2. 關(guān)于隱參量
3. 關(guān)于貝爾不等式
4. 必然性與偶然性
(七) 玻爾理論與量子力學(xué)的矛盾分析
1. 從理論和結(jié)論上看兩者之間的矛盾
2. 矛盾的分析
(八) 原子基態(tài)的確定及討論
1. 理論依據(jù)
2. 具體方法
3. 特例及其討論
(九) 論矢量模型的物理實(shí)質(zhì)
1. 單電子矢量模型
2. 多電子矢量模型
3. 澄清教材中的幾個(gè)問題
(十) 再論矢量模型的物理實(shí)質(zhì)
1. 矢量模型的起源
2. 矢量模型與多重態(tài)理論
3. 矢量模型與原子內(nèi)部的相互作用
(十一) 核力與強(qiáng)相互作用
1. 核力與π介子
2. 強(qiáng)相互作用與膠子
3. 核力與強(qiáng)相互作用
4. 核力與夸克模型
5. 對(duì)核力及強(qiáng)相互作用的教學(xué)建議
(十二) 核子自旋一軌道耦合的物理實(shí)質(zhì)
1. 實(shí)驗(yàn)事實(shí)
2. 唯象理論
3. 物理圖像
4. 對(duì)核能級(jí)的影響
5. 核子旋一軌耦合與電子旋-軌耦合的區(qū)別
(十三) 原子核結(jié)構(gòu)中的幾個(gè)問題
1. 兩類結(jié)構(gòu)模型
2. 液滴模型與核結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性
3. 對(duì)力、對(duì)關(guān)聯(lián)與超導(dǎo)
4. 核與雙原子分子的類比
5. 原子核的手征對(duì)稱性
五、21世紀(jì)物理學(xué)科發(fā)展展望
(一) 20世紀(jì)物理學(xué)概況
1. 20世紀(jì)前物理學(xué)透視
2. 20世紀(jì)物理學(xué)概況
(二) 21世紀(jì)物理學(xué)展望
1. 從三副“對(duì)聯(lián)”談起
2. 展望新的理論
(三) 真空是新理論的突破口
1. 什么是真空
2. 真空的特性
3. 21世紀(jì)空間時(shí)間觀念的量子革命